JPH058126B2 - - Google Patents
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- JPH058126B2 JPH058126B2 JP2212788A JP2212788A JPH058126B2 JP H058126 B2 JPH058126 B2 JP H058126B2 JP 2212788 A JP2212788 A JP 2212788A JP 2212788 A JP2212788 A JP 2212788A JP H058126 B2 JPH058126 B2 JP H058126B2
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
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Description
(産業上の利用分野)
本発明は焼結体原料として有用なシリカ−アル
ミナ複合体の製造方法に関する。
(従来の技術及び問題点)
近年、ムライトを始めとするシリカ−アルミナ
系セラミツクスは、熱膨張係数及び誘電率が低い
という特徴を有するため、電子材料用の基板とし
て注目を集めつつある。また、上記電子材料用基
板のようなセラミツクス焼結体に用いる原料粉体
には、充填性の良い事、焼結性の良い事、高純度
である事等が要求される。さらに、充填性、焼結
性の点から粉体の粒子径は0.1から1μm程度、即
ちサブミクロン領域であることが望ましい。
このようなサブミクロン領域の粉体を得るため
には二種類の方法が考えられる。その一方は大き
な粒子を粉砕するという、いわゆるブレークダウ
ン法であり、もう一方は例えば溶液中から粒子を
析出させるといつたいわゆるビルドアツプ法であ
る。しかし一般に、ブレークダウン法によればサ
ブミクロン領域という小さな粒子径を実現するた
めには不純物の混入が避けられず、高純度の粉体
を得ることが出来ない。よつて、上記要件を満足
する様な粉体の合成はビルドアツプ法により行わ
れる事が一般的である。
ビルドアツプ法によるサブミクロン領域のシリ
カ−アルミナ複合体の合成については、(1)溶液か
らの析出法、(2)水熱合成法、(3)噴霧熱分解法等が
知られているが、これらにはそれぞれに以下のよ
うな問題点がある。
まず、(1)に示した溶液からの析出法について
は、例えば特開昭58−156524号に、加水分解可能
な有機珪素化合物と加水分解可能なアルミニウム
の有機化合物との混合溶液をアルカリ性溶媒中で
加水分解を行い、シリカとアルミナよりなる複合
体を合成する方法が開示されている。しかし該方
法によると、アルミナを多量に含んだシリカ−ア
ルミナ複合体の合成は困難である。
(2)の水熱合成法については、渡村らが窪業協会
誌、第91巻、6号の中で報告しているが、該方法
では反応に要する時間が2日以上と長く、工業的
に有利な方法とは言い難い。
(3)の噴霧熱分解法については、今井らがレポー
ト オブ ザ リサーチ ラポラトリ オブ エ
ンジニアリング マテリアルズ(11) 1986の中で報
告している。しかしながら、該方法によればシリ
カ−アルミナ複合体を得るためにはナトリウムの
存在が不可欠であるため、純粋なシリカ−アルミ
ナ複合体を得るためには、合成後のイオン交換に
よるナトリウムの除去が必要であり、製造工程が
複雑となる。
(問題点を解決するための手段)
そこで本発明者らは、上記の如き問題点を解決
すべく、サブミクロン領域の粒子径を有するシリ
カ−アルミナ複合体の製造方法について鋭意研究
を重ねた結果、以下に述べる方法を見いだし本発
明を完成した。
即ち本発明は、有機珪素化合物の部分加水分解
物と該有機珪素化合物に対し0.3から3倍モルの
加水分解可能な有機アルミニウム化合物との混合
溶液を、PHが5から9の水又は含水溶媒中に添加
して加水分解する事を特徴とするシリカ−アルミ
ナ複合粉体の製造方法である。
本発明で使用する有機珪素化合物は、加水分解
可能なものであれば特に限定されず公知のものが
使用出来る。一般には式Si(OR)4で示されるアル
コキシシランが好適に使用される。該式中のRは
アルキル基で、一般にはメチル基、エチル基、プ
ロピル基、ブチル基等の炭素原子数1〜5の低級
アルキル基が好適である。
本発明では、該有機珪素化合物を予め部分加水
分解する事が重要な要件であるが、該部分加水分
解物は特に限定されず、さらに加水分解の可能な
物であれば良い。
一般に、前記部分加水分解物は、有機珪素化合
物の単量体、該単量体が縮合した二量体、三量
体、あるいはそれ以上のオリゴマーから成つてい
る。本発明で最も好適に使用される該部分加水分
解物は、該端量体に対する該二量体の含有比が
0.1から10、好ましくは0.2から6、更に好ましく
は0.25から4の範囲の物である。
上記の含有比は、該部分加水分解の程度を表す
代表的な数値である。一般に、部分加水分解の程
度が低い時には、部分加水分解物中に該単量体が
重合することなく多量に存在し、該二量体は少量
しか生成していないため、該単量体に対する該二
量体の含有比は小さい。また、部分加水分解が進
行するのに連れて、該単量体は重合して減少する
のに対し、該二量体はある点まで増加しそれ以降
でほぼ一定になる。よつて、部分加水分解が進行
するほど該単量体に対する該二量体の含有比は大
きくなる。
上記の含有比は、如何なる手段で測定しても良
いが、一般にはガスクロマトグラフイーにより、
該単量体のピーク面積に対する該二量体のピーク
面積の比として測定する事が可能である。この時
一般的には、保持時間の短い所、例えば2〜4分
に該単量体を表す数本のピークが現れ、保持時間
の長い所、例えば4〜9分に該二量体を表す数本
のピークが現れる。
このように単量体及び二量体のピークが数本に
分離する事の理由は定かではないが、例えば有機
珪素化合物としてアルコキシシランを用いた場合
には、以下に示すような加水分解物が生成してい
るためと思われる。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a method for producing a silica-alumina composite useful as a raw material for a sintered body. (Prior Art and Problems) In recent years, silica-alumina ceramics such as mullite have been attracting attention as substrates for electronic materials because of their low coefficient of thermal expansion and low dielectric constant. In addition, the raw material powder used for ceramic sintered bodies such as the above electronic material substrates is required to have good filling properties, good sinterability, and high purity. Further, from the viewpoint of filling properties and sintering properties, it is desirable that the particle size of the powder is about 0.1 to 1 μm, that is, in the submicron range. There are two possible methods for obtaining such submicron powder. One is the so-called breakdown method, in which large particles are pulverized, and the other is the so-called build-up method, in which particles are precipitated from a solution, for example. However, in general, according to the breakdown method, in order to achieve a small particle size in the submicron range, impurities are inevitably mixed in, making it impossible to obtain highly pure powder. Therefore, synthesis of a powder that satisfies the above requirements is generally carried out by the build-up method. Regarding the synthesis of silica-alumina composites in the submicron range by the build-up method, (1) precipitation method from solution, (2) hydrothermal synthesis method, and (3) spray pyrolysis method are known. Each has the following problems. First, regarding the precipitation method from a solution shown in (1), for example, in JP-A-58-156524, a mixed solution of a hydrolyzable organosilicon compound and a hydrolyzable aluminum organic compound is prepared in an alkaline solvent. A method for synthesizing a composite consisting of silica and alumina by hydrolysis is disclosed. However, according to this method, it is difficult to synthesize a silica-alumina composite containing a large amount of alumina. The hydrothermal synthesis method (2) is reported by Watanabe et al. in the Journal of the Ceramic Industry Association, Vol. 91, No. 6, but this method requires a long reaction time of two days or more, It is hard to say that this is an advantageous method. The spray pyrolysis method (3) was reported by Imai et al. in Report of the Research Laboratories of Engineering Materials (11) 1986. However, according to this method, the presence of sodium is essential to obtain a silica-alumina composite, so it is necessary to remove sodium by ion exchange after synthesis to obtain a pure silica-alumina composite. Therefore, the manufacturing process becomes complicated. (Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have conducted intensive research on a method for producing a silica-alumina composite having a particle size in the submicron range. discovered the method described below and completed the present invention. That is, in the present invention, a mixed solution of a partial hydrolyzate of an organosilicon compound and a hydrolyzable organoaluminum compound in an amount of 0.3 to 3 times the mole of the organosilicon compound is prepared in water or a water-containing solvent having a pH of 5 to 9. This is a method for producing a silica-alumina composite powder, which is characterized in that it is added to and hydrolyzed. The organosilicon compound used in the present invention is not particularly limited as long as it is hydrolyzable, and any known compound can be used. Generally, alkoxysilanes of the formula Si(OR) 4 are preferably used. R in the formula is an alkyl group, and generally a lower alkyl group having 1 to 5 carbon atoms such as a methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group is preferable. In the present invention, it is an important requirement to partially hydrolyze the organosilicon compound in advance, but the partially hydrolyzed product is not particularly limited, and any material that can be further hydrolyzed may be used. Generally, the partial hydrolyzate is composed of a monomer of an organosilicon compound, a dimer, a trimer, or an oligomer of the condensed monomer. The partial hydrolyzate most preferably used in the present invention has a content ratio of the dimer to the endomer.
It ranges from 0.1 to 10, preferably from 0.2 to 6, more preferably from 0.25 to 4. The above content ratio is a representative value representing the degree of partial hydrolysis. Generally, when the degree of partial hydrolysis is low, a large amount of the monomer is present in the partial hydrolyzate without polymerization, and only a small amount of the dimer is produced, so The content ratio of dimers is small. Further, as partial hydrolysis progresses, the monomer polymerizes and decreases, whereas the dimer increases up to a certain point and becomes approximately constant thereafter. Therefore, as the partial hydrolysis progresses, the content ratio of the dimer to the monomer increases. The above content ratio may be measured by any means, but generally by gas chromatography,
It can be measured as the ratio of the peak area of the dimer to the peak area of the monomer. At this time, generally, several peaks representing the monomer appear at a short retention time, for example 2 to 4 minutes, and the dimer appears at a long retention time, for example 4 to 9 minutes. Several peaks appear. The reason why the monomer and dimer peaks are separated into several peaks is not clear, but for example, when alkoxysilane is used as the organosilicon compound, the following hydrolyzate is produced. This is probably because it is being generated.
【式】【formula】
【式】
また、該二量体のピークが数本に分離するの
は、例えば下記に示すような加水分解物が生成し
ているためと思われる。[Formula] Furthermore, the reason why the peak of the dimer is separated into several peaks is thought to be due to the generation of hydrolysates as shown below, for example.
【式】【formula】
【式】
本発明における部分加水分解物の合成には、公
知の方法が特に限定される事なく採用される。一
般に好適に採用される方法には、有機珪素化合物
および水を共に溶解する溶媒中に、有機珪素化合
物および水を添加し加水分解するという方法があ
る。該溶媒として好適に使用されるものを例示す
れば、アルコール類、エーテル類、ケトン類等が
あるが、中でもアルコール類が特に好適である。
該アルコール類の中でも、メタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール等の低級アルコー
ルが好適であり、特にメタノールが最も好適に使
用される。
前記部分加水分解物の合成に使用される水の量
は、部分加水分解の条件によつて異なるので必要
に応じて決定される。一般に前記部分加水分解物
中に含まれる該単量体に対する該二量体の比が
0.1から10となるようにするには、水の量を有機
珪素化合物に対し0.2から5倍モル、好ましくは
0.5から3倍モルの範囲にすれば良い。
また、該加水分解には酸又はアルカリを触媒と
して用いる事が出来るが、酸触媒がより好適に使
用される。該酸触媒としては特に制限なく公知の
ものが使用出来るが、中でも塩酸、硝酸、硫酸、
リン酸等の鉱酸、蟻酸、酢酸、マロン酸等の有機
酸および酸型のイオン交換樹脂等が好適である。
本発明で使用する有機アルミニウム化合物は、
加水分解可能なものであれば特に限定されず公知
のものが使用される。一般に好適な有機アルミニ
ウム化合物としては、式Al(OR′)3(但し、R′はア
ルキル基)で表示されるアルミニウムアルコキシ
ド化合物、又は上記式のアルコキシル基(OR′)
の一部または全部がカルボキシル基あるいはβ−
ジカルボニル基で置換された化合物がある。上記
有機アルミニウム化合物の中で特に好適に使用さ
れる物を例示すれば、アルミニウムエトキシド、
アルミニウムプロポキシド、アルミニウムブトキ
シド、アルミニウムモノブトキシプロポキシド、
アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロ
ポキシド、アルミニウムトリス(エチルアセトア
セテート)、アルミニウムモノアセチルアセトネ
ートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニ
ウムトリス(アセチルアセトネート)等がある。
中でも、アルミニウムエチルアセトアセテートジ
イソプロポキシドのようにジカルボニル基を有す
る有機アルミニウム化合物が最も好適に使用され
る。また、該有機アルミニウム化合物の量は該有
機珪素化合物に対して0.3から3倍モルである事
が好ましく、0.5から2倍モルである事がより好
ましく、さらに0.5から1.5倍モルである事が最も
好ましい。該有機アルミニウム化合物の量が上記
範囲以外の場合には良好に分散したシリカ−アル
ミナ複合粉体を得る事が出来ない。
本発明においては、有機珪素化合物の部分加水
分解物及び加水分に解可能な有機アルミニウム化
合物を加水分解するに先立ち、両者を予め混合す
る事が必要である。上記の混合を予め行わず、
別々に水又は含水溶媒に添加すると、珪素とアル
ミニウムが均一に複合した粒子を得ることが出来
ない。
本発明の有機珪素化合物の部分加水分解物と有
機アルミニウム化合物との混合溶液を調製する方
法は特に制限される事がない。一般的には、有機
アルミニウム化合物又はその溶液を撹拌しなが
ら、そこに有機珪素化合物の部分加水分解物又は
その溶液を加えれば良く、またその逆も可能であ
る。さらに必要に応じて、撹拌中の可溶性溶媒中
に有機珪素化合物の部分加水分解物と有機アルミ
ニウム化合物を添加する事も出来る。
本発明において上記混合溶液を加水分解すると
きの溶液は、そのPHが5から9、好ましくは5か
ら7の水又は含水溶媒である必要がある。該溶液
のPHが上記範囲を外れると、良好に分散したシリ
カ−アルミナ複合分体を得ることが出来ず、生成
物はゲル状となる場合がある。
本発明の上記含水溶媒の成分としては、水、及
び水と相溶性のある有機溶媒が何ら制限なく用い
られる。該有機溶媒の中で好適に使用されるもの
として、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、ブタノール、エチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、グリセリン等のアルコール類、テ
トラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、
及びアセトン、アセチルアセトン等のケトン類ま
たは上記有機溶媒の混合物を挙げる事が出来る
が、中でもアルコール類を用いると得られた粉体
の分散性が良好となる。さらに本発明の含水溶媒
の中の水の量は、有機珪素化合物の部分加水分解
物と有機アルミニウム化合物との混合溶液を加水
分解出来る程度であれば特に限定されないが、該
含水溶媒中に10重量パーセント以上である事が好
ましく、さらに25重量パーセント以上である事が
より好ましい。
本発明において、有機珪素化合物の部分加水分
解物と有機アルミニウム化合物との混合溶液を水
又は中性の含水溶媒中に添加して加水分解する方
法は特に制限されないが、該混合溶液が水又は中
性の含水溶媒中で速やかにかつ均一に加水分解す
るためには、該混合溶液を撹拌されている水又は
中性の含水溶媒中に滴下する事が好ましい。
(効果)
以上の方法によつて、製造後に例えばイオン交
換の様な不純物の除去を必要とせず、他の金属酸
化物等の混入が極めて少ない高純度のシリカ−ア
ルミナ複合体を得ることが出来、さらに該シリカ
−アルミナ複合体を0.1μmから1μmの粒子径を有
する形状体とすることが出来る。又シリカ−アル
ミナ複合体中のアルミナ含量を広範囲に変えて合
成することが出来る。
さらに、本発明の製造設備には単純な撹拌槽を
用いれば充分であり、特に複雑な装置を要しな
い。
(実施例)
以下、実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
尚、以下の実施例における部分加水分解物中の
有機珪素化合物の単量体に対する二量体の含有比
は、以下の様にして測定した。即ち、ガスクロマ
トグラフ測定装置としてFID検出器の付属した
GC−9A(島津製作所製)を用い、キヤリヤーガ
スとしてヘリウムを40ml/minの速度で流した。
カラムには長さ3mのガラスカラムを用い、その
中にシリコンGE、SE−30(和光純薬製)を充填
し、インジエクシヨン温度200℃、カラム温度130
℃〜180℃(試料注入後5℃/minの速度で昇温)
で測定を行なつた。ピークの検出にはクロマトパ
ツクE−13A(島津製作所製)を用いた。
実施例 1
テトラエチルシリケート(日本コルコート製)
104gをメタノール(和光純薬製)250mlに溶解
し、そこへ0.1規定の塩酸9gを加えた後、20℃
で3時間撹拌した。該溶液を前述のガスクロマト
グラフイーにより分析した所、該溶液中の該単量
体に対する該二量体の比は2.8であつた。該溶液
をアルミニウムエチルアセトアセテートジイソプ
ロポキシド(川研フアインケミカル製)206g、
エタノール250mlの混合溶液に添加後、混合した。
該混合溶液を水0.8、メタノール0.8から成る
含水溶媒中に滴下し、シリカ−アルミナ複合粉体
を得た。該複合粉体は電子顕微鏡による観察か
ら、0.2から0.7μmの球状粒子で構成されている
事が判つた。尚、該含水溶媒のPHはPHメーターに
よると5.7であつた。該複合粉体の粒子構造を示
す電子顕微鏡写真を図1に示す。
実施例 2
テトラエチルシリケート104gをメタノール250
mlに溶解し、そこへ0.1規定の硝酸18gを加えた
後、30℃で1.5時間撹拌した。該溶液を実施例1
と同様の方法で分析した所、該溶液中の該単量体
に対する該二量体の比は3.7であつた。該溶液を
アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロ
ポキシド96g、イソプロパノール(徳山曹達製)
200mlの溶液に添加後、混合した。該混合溶液を
水1.5に撹拌下で滴下し、シリカ−アルミナ複
合粉体を得た。該複合粉体は電子顕微鏡による観
察から、0.1から0.7μmの球状粒子で構成されて
いる事が判つた。尚、該水のPHはPHメーターによ
ると5.4であつた。該複合粉体の電子顕微鏡写真
を図2に示す。
実施例 3
テトラエチルシリケート104gをメタノール250
mlに溶解し、そこへ0.1規定の塩酸9gを加えた
後、30℃で30分撹拌した。該溶液を実施例1と同
様の方法で分析した所、該溶液中の該単量体に対
する該二量体の比は0.5であつた。該溶液をアル
ミニウムエチルアセトアセテートジイソプロポキ
シド137g、アセトン250mlの溶液に添加後、混合
した。該混合溶液を水1.2、イソプロパノール
0.3から成る含水溶媒中に滴下し、シリカ−ア
ルミナ複合粉体を得た。該複合粉体は電子顕微鏡
による観察から0.2から0.6μmの球状粒子で構成
されている事が判つた。尚、該含水溶媒のPHはPH
メーターによると5.5であつた。
実施例 4
テトラエチルシリケート104gをメタノール250
mlに溶解し、そこへ1規定の酢酸15gを加えた
後、30℃で2時間撹拌した。該溶液を実施例1と
同様の方法で分析した所、該溶液中の該単量体に
対する該二量体の比は3.1であつた。該溶液をア
ルミニウムイソプロポキサイド(川研フアインケ
ミカル製)137g、エチレングリコール200mlの溶
液に添加後、混合した。該混合溶液を水0.8、
メタノール、0.8から成る含水溶媒中に滴下し、
シリカ−アルミナ複合粉体を得た。該複合粉体は
電子顕微鏡による観察から0.2から0.8μmの球状
粒子で構成されている事が判つた。
実施例 5
テトラメチルシリケート76gをメタノール250
mlに溶解し、そこへ0.1規定の塩酸9gを加えた
後、30℃で30分間撹拌した。該溶液を実施例1と
同様の方法で分析した所、該単量体に対する該二
量体の比は6.1であつた。該溶液をアルミニウム
エチルアセトアセテートジイソプロポキシド137
g、エタノール250mlの溶液に添加後、混合した。
該混合溶液を水0.8ml、メタノール0.8から成る
含水溶媒中に滴下し、シリカ−アルミナ複合粉体
を得た。該複合粉体は電子顕微鏡による観察か
ら、0.1から0.5μmの球状粒子で構成されている
事が判つた。
比較例 1
テトラエチルシリケート104gをメタノール250
mlに溶解し、該溶液をアルミニウムエチルアセト
アセテートジイソプロポキシド206g、エタノー
ル250mlの溶液に添加後、混合した。該混合溶液
を水0.8、メタノール0.8から成る含水溶媒中
に滴下した所、ゲル状物が生成した。
比較例 2
テトラメチルシリケート104gをメタノール250
mlに溶解し、そこへ0.1規定の塩酸9gを加えた
後、30℃で1時分間撹拌した。該溶液をアルミニ
ウムエチルアセトアセテートジイソプロポキシド
206g、エタノール250mlの溶液に添加後、混合し
た。該混合溶液を0.1規定の塩酸水溶液0.8、メ
タノール0.8の含水溶媒中に滴下した所、ゲル
状物が生成した。尚、該含水溶媒のPHは、PH試験
紙によると1以下であつた。
比較例 3
テトラエチルシリケート104gをメタノール250
mlに溶解し、そこへ0.1規定の塩酸9gを加えた
後、30℃で1時分間撹拌した。該溶液をアルミニ
ウムエチルアセトアセテートジイソプロポキシド
206g、エタノール250mlの溶液に添加後、混合し
た。該溶液をアンモニア水(アンモニア含量25
%、和光純薬製)38ml、水0.71、メタノール
0.75の含水溶媒中に滴下した所、ゲル状物が生
成した。尚、該含水溶媒中のPHは、PH試験紙によ
ると11より大きかつた。
比較例 4
テトラメチルシリケート104gをメタノール250
mlに溶解し、そこへ0.1規定の塩酸9gを加えた
後、30℃で1時間撹拌した。該溶液をアルミニウ
ムエチルアセトアセテートジイソプロポキシド
206g、エタノール250mlの溶液に添加後、混合し
た。該溶液に水0.8、メタノール0.8の含水溶
媒を滴下した所、ゲル状物が生成した。[Formula] For the synthesis of the partial hydrolyzate in the present invention, known methods can be employed without particular limitation. A generally preferred method is to add an organosilicon compound and water to a solvent that dissolves both the organosilicon compound and water, and to perform hydrolysis. Examples of solvents that are preferably used include alcohols, ethers, ketones, and the like, with alcohols being particularly preferred.
Among these alcohols, lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol are preferred, and methanol is most preferably used. The amount of water used in the synthesis of the partial hydrolyzate varies depending on the conditions of partial hydrolysis, and is determined as necessary. Generally, the ratio of the dimer to the monomer contained in the partial hydrolyzate is
In order to make it 0.1 to 10, the amount of water should be 0.2 to 5 times the mole of the organosilicon compound, preferably
It may be in the range of 0.5 to 3 times the mole. Further, an acid or an alkali can be used as a catalyst for the hydrolysis, but an acid catalyst is more preferably used. As the acid catalyst, known ones can be used without particular restrictions, but among them, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid,
Mineral acids such as phosphoric acid, organic acids such as formic acid, acetic acid, and malonic acid, and acid type ion exchange resins are suitable. The organoaluminum compound used in the present invention is
Any known hydrolyzable material can be used without particular limitation as long as it is hydrolyzable. Generally suitable organoaluminum compounds include aluminum alkoxide compounds represented by the formula Al(OR') 3 (where R' is an alkyl group) or alkoxyl groups (OR') of the above formula.
Part or all of is a carboxyl group or β-
There are compounds substituted with dicarbonyl groups. Among the organoaluminum compounds mentioned above, those particularly preferably used include aluminum ethoxide,
aluminum propoxide, aluminum butoxide, aluminum monobutoxypropoxide,
Examples include aluminum ethyl acetoacetate diisopropoxide, aluminum tris (ethylacetoacetate), aluminum monoacetylacetonate bis (ethylacetoacetate), aluminum tris (acetylacetonate), and the like.
Among these, organic aluminum compounds having a dicarbonyl group such as aluminum ethyl acetoacetate diisopropoxide are most preferably used. Further, the amount of the organoaluminum compound is preferably 0.3 to 3 times the mole of the organosilicon compound, more preferably 0.5 to 2 times the mole, and most preferably 0.5 to 1.5 times the mole. preferable. If the amount of the organoaluminum compound is outside the above range, a well-dispersed silica-alumina composite powder cannot be obtained. In the present invention, prior to hydrolyzing the partial hydrolyzate of an organosilicon compound and the hydrolyzable organoaluminum compound, it is necessary to mix them in advance. Without performing the above mixing in advance,
If they are added separately to water or a water-containing solvent, particles in which silicon and aluminum are uniformly composite cannot be obtained. The method for preparing the mixed solution of the partial hydrolyzate of the organosilicon compound and the organoaluminum compound of the present invention is not particularly limited. Generally, while stirring the organoaluminum compound or its solution, the partial hydrolyzate of the organosilicon compound or its solution may be added thereto, and vice versa. Furthermore, if necessary, a partial hydrolyzate of an organosilicon compound and an organoaluminum compound can be added to the soluble solvent during stirring. In the present invention, the solution used to hydrolyze the above mixed solution needs to be water or a water-containing solvent having a pH of 5 to 9, preferably 5 to 7. If the pH of the solution is outside the above range, a well-dispersed silica-alumina composite fraction cannot be obtained, and the product may become gel-like. As a component of the above-mentioned water-containing solvent of the present invention, water and an organic solvent compatible with water can be used without any restriction. Among the organic solvents, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene glycol, diethylene glycol, and glycerin, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane,
Examples include ketones such as acetone and acetylacetone, or mixtures of the above-mentioned organic solvents. Among them, the use of alcohols improves the dispersibility of the obtained powder. Furthermore, the amount of water in the water-containing solvent of the present invention is not particularly limited as long as it can hydrolyze a mixed solution of a partial hydrolyzate of an organosilicon compound and an organoaluminum compound. It is preferably at least 25% by weight, and more preferably at least 25% by weight. In the present invention, the method of hydrolyzing a mixed solution of a partial hydrolyzate of an organosilicon compound and an organoaluminum compound by adding it to water or a neutral water-containing solvent is not particularly limited. In order to rapidly and uniformly hydrolyze the mixture in a neutral water-containing solvent, it is preferable to drop the mixed solution into water or a neutral water-containing solvent that is being stirred. (Effects) By the above method, it is possible to obtain a high-purity silica-alumina composite with very little contamination by other metal oxides, etc., without requiring removal of impurities such as ion exchange after production. Furthermore, the silica-alumina composite can be shaped into a shape having a particle size of 0.1 μm to 1 μm. Furthermore, the silica-alumina composite can be synthesized by varying the alumina content within a wide range. Furthermore, it is sufficient to use a simple stirring tank in the production equipment of the present invention, and no particularly complicated equipment is required. (Examples) Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, the content ratio of the dimer to the monomer of the organosilicon compound in the partial hydrolyzate in the following examples was measured as follows. In other words, a gas chromatograph measurement device equipped with an FID detector is used as a gas chromatograph measurement device.
Using GC-9A (manufactured by Shimadzu Corporation), helium was flowed as a carrier gas at a rate of 40 ml/min.
A glass column with a length of 3 m was used, filled with silicon GE and SE-30 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the injection temperature was 200°C and the column temperature was 130°C.
°C to 180 °C (temperature raised at a rate of 5 °C/min after sample injection)
Measurements were made with Chromatopack E-13A (manufactured by Shimadzu Corporation) was used for peak detection. Example 1 Tetraethyl silicate (manufactured by Nippon Colcoat)
Dissolve 104g in 250ml of methanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), add 9g of 0.1N hydrochloric acid, and heat at 20°C.
The mixture was stirred for 3 hours. When the solution was analyzed by the gas chromatography described above, the ratio of the dimer to the monomer in the solution was 2.8. The solution was mixed with 206 g of aluminum ethyl acetoacetate diisopropoxide (manufactured by Kawaken Fine Chemical),
It was added to a mixed solution of 250 ml of ethanol and mixed.
The mixed solution was dropped into a water-containing solvent consisting of 0.8 g of water and 0.8 g of methanol to obtain a silica-alumina composite powder. Observation using an electron microscope revealed that the composite powder was composed of spherical particles of 0.2 to 0.7 μm. Incidentally, the pH of the water-containing solvent was 5.7 according to a PH meter. An electron micrograph showing the particle structure of the composite powder is shown in FIG. Example 2 104 g of tetraethyl silicate was mixed with 250 g of methanol.
ml, 18 g of 0.1N nitric acid was added thereto, and the mixture was stirred at 30°C for 1.5 hours. The solution was prepared in Example 1.
When analyzed in the same manner as above, the ratio of the dimer to the monomer in the solution was 3.7. The solution was mixed with 96 g of aluminum ethyl acetoacetate diisopropoxide and isopropanol (manufactured by Tokuyama Soda).
After adding to 200ml of solution, it was mixed. The mixed solution was added dropwise to 1.5 liters of water with stirring to obtain a silica-alumina composite powder. Observation using an electron microscope revealed that the composite powder was composed of spherical particles of 0.1 to 0.7 μm. The pH of the water was 5.4 according to a PH meter. An electron micrograph of the composite powder is shown in FIG. Example 3 104 g of tetraethyl silicate was mixed with 250 g of methanol.
ml, 9 g of 0.1N hydrochloric acid was added thereto, and the mixture was stirred at 30°C for 30 minutes. When the solution was analyzed in the same manner as in Example 1, the ratio of the dimer to the monomer in the solution was 0.5. This solution was added to a solution of 137 g of aluminum ethyl acetoacetate diisopropoxide and 250 ml of acetone and mixed. Add the mixed solution to 1.2 parts water and isopropanol.
0.3 to obtain a silica-alumina composite powder. Observation using an electron microscope revealed that the composite powder was composed of spherical particles of 0.2 to 0.6 μm. In addition, the pH of the water-containing solvent is PH
According to the meter it was 5.5. Example 4 104 g of tetraethyl silicate was mixed with 250 g of methanol.
ml, 15 g of 1N acetic acid was added thereto, and the mixture was stirred at 30°C for 2 hours. When the solution was analyzed in the same manner as in Example 1, the ratio of the dimer to the monomer in the solution was 3.1. This solution was added to a solution of 137 g of aluminum isopropoxide (manufactured by Kawaken Fine Chemicals) and 200 ml of ethylene glycol, and then mixed. Add 0.8 of the mixed solution to water,
dropwise into a water-containing solvent consisting of methanol, 0.8
A silica-alumina composite powder was obtained. Observation using an electron microscope revealed that the composite powder was composed of spherical particles of 0.2 to 0.8 μm. Example 5 76g of tetramethylsilicate was added to 250g of methanol.
ml, 9 g of 0.1N hydrochloric acid was added thereto, and the mixture was stirred at 30°C for 30 minutes. When the solution was analyzed in the same manner as in Example 1, the ratio of the dimer to the monomer was 6.1. The solution was dissolved in aluminum ethyl acetoacetate diisopropoxide 137
g, was added to a solution of 250 ml of ethanol and mixed.
The mixed solution was dropped into a water-containing solvent consisting of 0.8 ml of water and 0.8 ml of methanol to obtain a silica-alumina composite powder. Observation using an electron microscope revealed that the composite powder was composed of spherical particles of 0.1 to 0.5 μm. Comparative example 1 104g of tetraethyl silicate and 250g of methanol
This solution was added to a solution of 206 g of aluminum ethyl acetoacetate diisopropoxide and 250 ml of ethanol, and then mixed. When this mixed solution was dropped into a water-containing solvent consisting of 0.8 g of water and 0.8 g of methanol, a gel-like substance was formed. Comparative Example 2 104g of tetramethylsilicate was mixed with 250g of methanol.
ml, 9 g of 0.1N hydrochloric acid was added thereto, and the mixture was stirred at 30°C for 1 hour. The solution was dissolved in aluminum ethyl acetoacetate diisopropoxide.
After adding 206 g to a solution of 250 ml of ethanol, they were mixed. When this mixed solution was dropped into a water-containing solvent containing 0.8% of a 0.1N aqueous hydrochloric acid solution and 0.8% of methanol, a gel-like substance was formed. The pH of the water-containing solvent was 1 or less according to a PH test paper. Comparative example 3 104g of tetraethyl silicate and 250g of methanol
ml, 9 g of 0.1N hydrochloric acid was added thereto, and the mixture was stirred at 30°C for 1 hour. The solution was dissolved in aluminum ethyl acetoacetate diisopropoxide.
After adding 206 g to a solution of 250 ml of ethanol, they were mixed. The solution was diluted with ammonia water (ammonia content: 25
%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 38ml, water 0.71, methanol
When it was dropped into a 0.75% water-containing solvent, a gel-like substance was formed. The PH in the water-containing solvent was greater than 11 according to PH test paper. Comparative example 4 104g of tetramethyl silicate and 250g of methanol
ml, 9 g of 0.1N hydrochloric acid was added thereto, and the mixture was stirred at 30°C for 1 hour. The solution was dissolved in aluminum ethyl acetoacetate diisopropoxide.
After adding 206 g to a solution of 250 ml of ethanol, they were mixed. When a water-containing solvent containing 0.8 of water and 0.8 of methanol was added dropwise to the solution, a gel-like substance was formed.
添付図面第1図及び第2図は、それぞれ実施例
1及び実施例2で得られたシリカ−アルミナ複合
体の粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIGS. 1 and 2 of the accompanying drawings are electron micrographs showing the particle structure of the silica-alumina composites obtained in Example 1 and Example 2, respectively.
Claims (1)
解物と該有機珪素化合物に対し0.3から3倍モル
の加水分解可能な有機アルミニウム化合物との混
合溶液を、PHが5から9の水又は含水溶媒に添加
して加水分解する事を特徴とするシリカ−アルミ
ナ複合体の製造方法。 2 シリカ−アルミナ複合体の粒子径が0.1から
1μmの球状体である特許請求の範囲1記載の製
造方法。[Scope of Claims] 1. A mixed solution of a partial hydrolyzate of a hydrolyzable organosilicon compound and a hydrolyzable organoaluminum compound in an amount of 0.3 to 3 times the mole of the organosilicon compound is prepared at a pH of 5 to 9. 1. A method for producing a silica-alumina composite, which comprises adding it to water or a water-containing solvent and hydrolyzing it. 2 The particle size of the silica-alumina composite is from 0.1
The manufacturing method according to claim 1, which is a spherical body of 1 μm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2212788A JPH01197311A (en) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | Production of silica-alumina combined powder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2212788A JPH01197311A (en) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | Production of silica-alumina combined powder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01197311A JPH01197311A (en) | 1989-08-09 |
| JPH058126B2 true JPH058126B2 (en) | 1993-02-01 |
Family
ID=12074220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2212788A Granted JPH01197311A (en) | 1988-02-03 | 1988-02-03 | Production of silica-alumina combined powder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01197311A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7125532B2 (en) | 1996-10-05 | 2006-10-24 | Sasol Germany Gmbh | Process for the manufacture of dispersible alumino-silicates |
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1988
- 1988-02-03 JP JP2212788A patent/JPH01197311A/en active Granted
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| JPH01197311A (en) | 1989-08-09 |
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